1、.第 1 章控制工藝流程分析1.1 自動雙層停車場控制過程描述可編程序控制器簡稱PLC，是近年來一種極為迅速 ，應用極為廣泛的工業控制裝置。它是一種專為工業環境應用而設計的數字運行的電子系統，它采用可編程程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數字或模擬的輸入/ 輸出完成確定的邏輯順序、定時、記數、運算和一些確定的功能來控制各種類型的機械或生產過程。隨著汽車工業的發展，以及國家的經濟型社會、節約型經濟的政策、可持續發展戰略等，決定了立體停車設備的發展和立體停車設施問題。 近年來 ，隨著中國經濟的迅速發展，城鎮人口劇增 ，汽車擁有量日益提高。由于汽車數量的快速增加，對停車場的需求必將日益提高 ，停車

2、難的問題越來越突出，人們對停車的要求也越來越迫切。而對于快速發展的中國各個城市，停車難也隨著城市經濟的快速發展和汽車數量的激增接踵而來 。PLC 一經出現 ，由于它的自動化程度高、可靠性好 、設計周期短 、使用和維護簡便等獨特優點 ，備受國內外工程技術人員和工業界廠商的極大關注，生產 PLC的廠家云起 。隨著大規模集成電路和微處理器在PLC中的應用 ，使 PLC的功能不斷得到增強 ，產品得到飛速發展。國內家用汽車擁有量的迅速增加，使城市道路交通變得十分擁擠，各大城市高峰時塞車已經成為天天可見的一道景觀。家用汽車的停放也逐漸成為一個社會問題。我國大城市中由于停車位少，而土地越來越緊缺的情況下，停

3、車位價格十分昂貴，為解決城市停車難的問題 ，立體車庫是必然出路。我國立體車庫發展雖經歷了近十年的發展，但仍處于初級的停車功能，是最原始的使用階段，它的設計水平 、經濟價值還有待于完善和開發。 為此對立體車庫設計方案優化具有重大的現實意義和潛在的市場經濟效益。本次設計是將 PLC 用于自動雙層停車場控制，對學習與實用是很好的結合。1.2. 自動雙層停車場控制工藝分析專業 .專注.自動雙層停車場的運行原理即升降橫移類機械停車庫利用托盤移位產生垂直通道，實現高層車位升降存取車輛。其車位結構為 2 維矩陣形式 ，可設計為多層和多列 。由于受收鏈裝置及進出車時間的限制，一般為 2-4 層，2 層、 3

4、層者居多 ，現以較為典型的地上3 ×3升降橫移式為例 ，說明停車庫的運行原理 。圖 1-1自動雙層停車場原理圖下排車位只需直接將車子開出即可。 如果要呼叫上排車位 ，只需按下 1 至 3 的按鈕，再按下 叫車 按鈕，擇所按車位將降至下層，而下排車位將左右移動，讓出位置讓上層車位降下來 。即底層只能平移 ，頂層只能升降 。 除頂層外 ，底層都必須預留一個空車位，供進出車升降之用。當底層車位進出車時，無需移動其他托盤就可直接進出車；頂層進出車時 ，先要判斷其對應的下方位置是否為空，不為空時要進行相應的平移處理，直到下方為空才可進行下降動作，進出車完成后再上升回到原位置。其運動的總原則是：

5、升降復位 ，平移復位 。由于停車設備對場地的適應性強，系統各機械部分可以根據不同地專業 .專注.形和空間進行任意的組合、排列，規模可大可小 ，對土建的要求比較低，因此，應用非常廣泛專業 .專注.第 2 章控制系統總體方案設計2.1 系統硬件組成（1）電動機根據機械傳動要求 ，型號分別為 Y1325-4;Y905-4 和 Y802-4 。（2）熔斷器實際選用 RT14-20/20A 型熔體。（3）接觸器選用 B25 型交流接觸器 ，主觸頭額定電壓 380V,主觸頭額定電流 20A 。（4）中間繼電器實際選用 TP511 型中間繼電器 ，其線圈電壓 220V 。（6）行程開關行程開關選用LXK3T

6、 型可調滾輪轉臂式行程開關，該行程開關的滾輪行程較大 ，工作可靠性較高 。（7 ）主令按鈕從車庫管理需要出發，為了防止非值班人員隨意操作，選用鑰匙按鈕。（8）光電開關為達到 8m 測量距離和動作重復精度，選用 SNNXNX5-PRUM5A 型紅外光電傳感器 。2.2 控制方法分析在本控制系統中 ，所需的開關量輸入為6 點，開關量輸出為 7 點，考慮到系統的可擴展性和維修的方便性 ，選擇模塊式 PLC。 由于本系統的控制是順序控制，選用日本松下電專業 .專注.工公司生產的 AFP12417 PLC 作控制單元來控制整個系統。之所以選擇這種PLC，主要考慮 FP系列 PLC 有以下特點 ：豐富的指

7、令系統 ；快速的 CPU 處理速度 、大程序容量 ；大的網絡通信功能 ；編程及監控功能強大 、維護簡單 、價格適中 。PLC 的一般結構主要有6 個部分組成 ，包括 CPU、存儲器、輸入輸出接口電路 、電源、外設接口 、 I/O 擴展接口 。（1）中央處理單元 （ CPU）與通用計算機中的CPU 一樣 。 PLC 中的 CPU 也是整個系統的核心部件，主要有運算器、控制器 、寄存器及實現它們之間聯系的地址總線、數據總線和控制總線構成，此外還有外圍芯片 、總線接口及有關電路 。CPU 在很大程度上決定了PLC的整體性能 ，如整個系統的控制規模 、工作速度和內存容量等 。（2）存儲器存儲器存放系統

8、軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。存放應用軟件的存儲器。稱為用戶程序存儲器 。 PLC常用的存儲器類型有RAM 、EPROM、 EEPROM 等 。（3）I/O 模塊輸入模塊和輸出模塊通常稱為I/O 模塊或 I/O 單元 。PLC 的對外功能主要是通過各種I/O 接口模塊與外界聯系而實現的。輸入模塊和輸出模塊是PLC 與現場 I/O 裝置或設備之間的連接部件 ，起著 PLC 與外部設備之間傳遞信息的作用。通常 I/O 模塊上還有狀態顯示和 I/O 接線端子排 ，以便于連接和監視 。（4）電源模塊輸入、輸出接口電路是 PLC 與現場 I/O 設備相連接的部件 。它的作用是將輸入信號轉換為 PLC

9、能夠接收和處理的信號 ，將 CPU 送來的弱電信號轉換為外部設備所需要的強電信號。專業 .專注. .2.3 I/O 分配I/O 地址分配表如表2-1 、表 2-2 所示表 2-1輸入信號的地址分配表輸入信號名稱輸入點1 號車極限開關000102 號車極限開關000113 號車極限開關000124 號車極限開關000135 號車極限開關000141 號車呼叫000012 號車呼叫000023 號車呼叫00003叫車按鈕000006 號車極限開關00015表 2-2輸出信號的地址分配表輸出信號名稱輸出點1 號車平臺上升010001 號車平臺下降010012 號車平臺上升010022 號車平臺下降0

10、10033 號車平臺上升010043 號車平臺下降01005專業 .專注. .4 號車平臺左移010064 號車平臺右移010075 號車平臺左移010105 號車平臺右移010111 號車取走顯示燈011002 號車取走顯示燈011013 號車取走顯示燈011022.4 系統結線圖設計專業 .專注.圖 2-3 PLC 接線專業 .專注.第 3 章 控制系統梯形圖程序設計3.1 控制程序流程圖設計呼叫 1 號車盤時運行梯形圖如下圖所示。助記符見附錄 1。圖 3-1呼叫 1 號車時運行的梯形圖3.2 控制程序時序圖設計呼叫 2 號車盤時運行梯形圖如下圖所示。助記符見附錄 2。專業 .專注.圖 3

11、-2呼叫 2 號車時運行的梯形圖、呼叫 3 號車盤時運行梯形圖如下圖所示。助記符見附錄 3。專業 .專注.圖 3-3呼叫 3 號車時運行的梯形圖3.3 控制程序設計思路自動雙層車庫控制系統通過人機界面來實現。存車時，在人機界面的主界面中按“存車界面 ”，在選擇需要存車的車位 ，判斷無誤后按確認 ，自動完成存車過程 ；取車時人機界面進去取車界面 ，直接選擇想要取車的庫位，判斷無誤后按確定 ，自動完成驅車過程 。 用戶存車 ，進入存車界面 。發布存車指令 ，人機界面將相應信號送給PLC，此時，大門打開 ，司機將車開到升降臺指定位置后下車，選擇庫位并按 “確定 ”鍵，此時 ，大門開始關閉 。PLC

12、判斷是否升降 ，升降臺低速上升 ，達到指定位置碰到主平層行程開關時，主電機制動 。 此時汽車在制定車位 ，并且人機界面上顯示相應庫位有存車信息。司機開車入庫檢測車輛是否停車到位，提示鎖車門司機出庫，庫門關閉專業 .專注.根據車庫指令判斷是否上.圖 3-4存車流程圖取車時，在人機界面上選擇取車界面，選擇枯萎 ，判斷無誤后按確認 ，進入驅車操作 。根據庫位位置 ，PLC判斷所取車位是否下降，升降臺下降 ，并復位。人機界面上顯示相應庫位的消失 ，并檢測升降臺是否到位 ，大門打開 ，司機把車從升降臺上開出，延時一段時間后大門自動關閉，驅車過程結束 。取車指令輸入根據車位判斷是否下降升降機到驅車泊位處升

13、降機下降到底層車庫門開專業 .專注.司機入庫把車開出.圖 3-5取車流程圖專業 .專注.第 4 章監控系統設計4.1 PLC 與上位監控軟件通訊本次課程設計涉及到歐姆龍PLC與力控組態軟件的通訊 。 目前歐姆龍的小型 PLC組要是 CPM1A 和 CPM2A 系列； PLC 與組態軟件通過串口 RS232 通信，那么就要了解 PLC的通信協議是什么方式的 。第一步：通過 PLC 的編程軟件來了解通信協議 ，在歐姆龍 PLC 的“PLC設定 ”對話框中“外圍端口 ”標簽中設置 “通信協議 ”為 “標準 ”，模式是 “ HostLink”單，元號為 “ 0 ”在，網絡設置對話框的 “驅動器 ”標簽

14、中 ，設置 “端口名稱 ”為“COM3”，“波特率 ”為 “9600”，數“據位 ”為“ 7 ”校，驗“”為“偶校驗 ”，停“止位 ”為 “ 2 ”在，“設備類型設置 ”的“通用 ”標簽中 ，設置 “ CPU類型 ”為 “CPU40”在 “變更 PLC”對話框中 ，“設備類型 ”為 “CPM1（ CPM1A ）”，“網絡類型 ”為 “ SYSMAC WAY”。第二步：與力控的通訊 ：在上位機力控組態軟件的“設備配置 第一步 ”的對話框中 ，設置 “設備地址 ”為 “0”，通“訊方式 ”為“串口 （RS232/422/485 ）”，在 “設備配置 第二步 ”的對話框中 ，設置 “串口 ”為“CO

15、M8”,點擊 “設置 ”按鈕設置通信參數 “波特率 ”為“9600”，數“據位 ”為 “7”，校“驗 ”為 “偶校驗 ”，停“止位 ”為“2”。4.2 上位監控系統組態設計實現的效果 PLC 選用 Modbus RTU主通訊模塊 （master ）。 Pakscan IIE 主站控制器是一個遠程終端單元 ，做為 Modbus 從設備（ slave）。 PLC 的 CPU 通過 Modbus RTU 主通訊模塊控制Pakscan IIE 主站控制器的讀寫，被稱為Modbushost 。 系統采用單專業 .專注.Modbus host兩線通訊方式 ，該方式最多可以連接32 個 Pakscan II

16、E 主站控制器 。通訊模塊的初始化工作主要是配置3 個初始化控制塊的參數： Slave 控制塊（ SCB），信息控制塊 （MCB）和通訊要求參數塊 （COM_REQ）。 SCB是一個 15 個寄存器長的數據塊 ，功能是定義與其通訊的 Slave 的型號、個數、狀態等參數 ，每一個 Slave需要定義一個 SCB塊。 MCB 是一個 6 個寄存器長的數據塊 ，功能是定義 Master 要求每個Slave 執行的命令信息 ，包括命令類型 、RTU 引用地址偏移 、 PLC 引用地址偏移 、主機號等參數，每一種命令需要定義一個MCB 塊 。COM_REQ 是一個 17 個寄存器長的數據塊 ，功能是定

17、義通訊方式 、端口控制字及監測SCB 和 MCB 的狀態參數等 ，每一端口需要定義一個 COM_REQ 塊 。所有這些初始化參數在PLC上電或冷啟動初始化的第一個掃描周期內加載到 RTU主通訊模塊 ，此后 RTU主通訊模塊負責與PakscanIIE主站控制器通訊 ，而 PLC則與 RTU 主通訊模塊交換數據 。 讀寫 Modbus/RTU數據和監測通訊狀態的編程相對簡單，只要讀寫初始化時定義的相應的PLC 參數地址即可 。第 5 章 系統調試及結果分析5.1 系統調試及解決的問題在本停車庫操作系統中，由于底層不需要升降，只需左 、右橫移 。 所以，可直接進行停、取車操作 。1）X10 車盤停、

18、取車的調試 ：專業 .專注.系統上電以后 ，各指示燈正常情況下 。當按下 SB1（I0.1）啟動按鈕時 ，KM1 線圈得電，其電機正轉帶動X13 車盤右移 。當車盤右移到行程開關SQ1(I1.3)時，啟動能耗制動，X13 車盤停止 。同時 ，SQ1 觸發 X10 車盤上掛鉤 （YB1）得電，掛鉤動作 （Q3.3）輸出信號（I3.3 ）。此時，KM8 得電，電機轉動帶動 X10 車盤下降 。當車盤下降到行程開關SQ14（ I3.0）時，電機制動 X10 車盤停穩 。 進行停車或取車過程 。操作完畢之后 ，按下SB6(I0.6)上升啟動按鈕時 ，線圈 KM7 得電，電機反轉并帶動X10 車盤上升

19、。當車盤上升至行程開關SQ9（ I2.3）時，掛鉤得電并動作 （Q3.3），輸出信號 (I3.3)促使線圈 KM2 得電，電機反轉帶動 X13 車盤左移 （Q1.4）。當左移到位觸發行程開關 SQ2（I1.4）制動開始 ，X13 車盤停穩 ，即完成了 X10 車盤停取車過程 。2）X11 車盤停、取車的調試 ：在按下 SB2（I0.2 ）啟動按鈕 ，線圈 KM3 得電，電機正轉帶動 X14 車盤左移 ，當車盤左移到位觸發 SQ3（I1.5）開關時，輸出信號使得 X12 車盤掛鉤 YB2（ Q3.4）動作 。 同時輸出信號 （ I3.4）使線圈 KM12 得電，電機帶動 X11 車盤下降 。 當

20、下降到位 SQ16(I3.2)時,車盤停止動作 ，進行停取車操作 。當按下 SB7（I0.7）上升啟動按鈕時 ，線圈 KM11 通電，電機反轉帶動X11 車盤上升 。當運動到行程開關SQ10（I2.4）時，電機制動車盤停止運動 。 此時，掛鉤 YB2 得電動作（Q3.4 ），輸出信號 （I3.4）使 KM4 線圈得電 。電機反轉帶動 X14 車盤右移 。右移到位觸發SO14（I1.6 ）行程開關后 ，制動進行車盤停止運動。即完成X11 車盤停取車過程。3）X12 車盤停、取車的調試 ：在按下 X12 車盤啟動按鈕SB3（I0.3），線圈 KM1 、 KM5 得電，橫移電機正轉帶動X13、 X1

21、0 車盤右移 （Q1.7 、Q1.3 ），當車盤左移到位觸發SQ、SQ5（I1.3、I1.7）開關時，輸出信號使得 X11 車盤掛鉤 YB3（ Q3.5）動作并輸出信號 （I3.5），使線圈 KM14 得專業 .專注.電，電機正傳帶動 X11 車盤下降 （Q0.3）。當下降到位 SQ14(I3.0)時 , 線圈 KM14 失電車盤停止動作 ，進行停取車操作 。當按下 SB8（ I1.0）X12 車盤上升啟動按鈕時 ，線圈 KM13 通電，電機反轉帶動X12車盤上升 。 當運動到行程開關 SQ11 （I2.5）時，電機制動車盤停止運動。此時，掛鉤 YB3得電動作 （ Q3.5 ），輸出信號 （

22、I3.5）使 KM2 、 KM5 線圈得電 。電機反轉帶動 X13 、X14車盤左移 （Q1.4 、Q2.0 ）。當左移到位觸發SQ2（I1.4）、 SQ6（ I2.0）行程開關后 ，制動進行車盤停止運動 。即完成 X12 車盤停取車過程 。4）X13 車盤停、取車的調試 ：在按下啟動按鈕SB4（ I4.0），使得 X13 車盤掛鉤 YB4（Q3.6）動作 。同時輸出信號（ I3.6 ）使線圈KM16得電，電機正轉帶動X12 車盤下降 。當下降到位觸及行程開關SQ15(I3.1)時 ,線圈失電電機制動 ，車盤停止運動 ，進行停取車操作 。當按下 SB9（ I1.1）上升啟動按鈕時 ，線圈 KM

23、15 得電，電機反轉帶動 X13 車盤上升(Q1.1)。當運動到行程開關SQ12（I1.6）時。此時，掛鉤 YB4得電并動作 （Q3.6），即完成 X13 車盤停取車過程 。5）X14 車盤停、取車的調試 ：當按下啟動按鈕SB5（I0.5），線圈 KM3 、 KM9 得電，橫移電機正轉帶動X14 、X12車盤左移 （ Q1.5 、 Q2.1 ）， 當車盤分別左移到行程開關時觸發SQ3（ I1.5 ）、 SQ7（ I2.1 ）時，輸出信號使得303 車盤掛鉤YB5 得電并動作 （ Q3.7 ）， 同時輸出信號（ I3.7）使線圈 KM18 得電，電機正傳帶動 X14 車盤下降 （ Q0.5）。當

24、下降到位 SQ16(I3.2)時 , 線圈 KM18 失電車盤停止動作 ，進行停取車操作 。 當按下 SB10（I1.2）車盤上升啟動按鈕時，線圈 KM17 通電，電機運轉帶動 X14 車盤上升 (Q1.2)。 當車盤運動到行程開關SQ13 （ I2.7 ）時， KM17失電電機制動車盤停止運動。此時 ，掛鉤YB5 得電動作（ Q3.7），輸出信號 （I3.7）使 KM4 、 KM10 線圈得電 。電機反轉帶動X14、 X12 車盤右專業 .專注.移（Q1.6 、Q2.2）。當右移到行程開關觸發SQ4（ I1.6）、 SQ8（I2.2）后，線圈 KM4 、KM10 失電 。電機制動進行車盤停止

25、運動。即完成 X14 車盤停取車過程 。5.2 結果分析自動停車場集中了現代多方面的先進技術，是科技含量較高的車庫，其中雙層自動停車場停車方便 、存取速度快 、車庫結構靈活 、造價低的特點 ，將可能成為今后停車庫發展的主要形式 。 立體停車庫目前在全國各地的很多新建小區內逐漸開始應用，今后隨著家庭轎車的增加，經濟實用的自動的立體停車庫必將興起，車庫實現自動化控制是未來車庫技術發展的主方向。可以設置 PC機作為控制系統的上位機，通過靈活 、友好的人機界面，以互聯網作為信息通道，可實現對停車庫的遠程網絡化控制和管理。“車庫 ”是大中城市的熱門話題，國家經貿委將 “城市立體車庫 ”列為 “近期行業技

26、術發展重點 ”，在現代化大都市中 ，自動停車場已經滲入到人們的各個生活領域，在機關 、賓館酒店 、醫院和居民區等許多地方，升降橫移式立體停車庫成了一個必不可少的基礎設施。根據雙層自動停車場的運動原理及特點，明確了運動規律 ，通過對 PLC的輸入、輸出信號數量的確定合理的對PLC進行了選型 。并對其運行過程進行了PLC控制程序的編程 。總體來說 ，此次設計給我的影響頗大，讓我知道了怎樣做好一件事情，也明白了以往所學 PLC課程還很不夠 ，所以在本設計中可能存在考慮不周全 、設計漏洞等問題 。我希望大家提出寶貴意見與建議 。專業 .專注.課程設計心得兩周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗

27、了我所學習的知識，也培養了我如何去把握一件事情 ，如何去做一件事情 ，又如何完成一件事情 。在設計過程中 ，與同學分工設計 ，和同學們相互探討 ，相互學習 ，相互監督 。 學會了合作 ，學會了運籌帷幄，學會了寬容 ，學會了理解 ，也學會了做人與處世 。課程設計是我們專業課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業工作前一個必不少的過程 ”千里之行始于足下 ”，通過這次課程設計 ，我深深體會到這句千古名言的真正含義 我今天認真的進行課程設計 ，學會腳踏實地邁開這一步 ，就是為明天能穩健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。在這次設計過程中 ，體現出自己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用 、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發現自己平時學習的不足和薄弱環節，從而加以彌補 。在此感謝我們的指導老師，